Tā kā alumīnija vadītāji arvien vairāk tiek izmantoti automobiļu elektroinstalācijās, šajā rakstā tiek analizēta un organizēta alumīnija strāvas vadu savienojumu tehnoloģija, kā arī tiek analizēta un salīdzināta dažādu savienojuma metožu veiktspēja, lai atvieglotu vēlāku alumīnija strāvas vadu savienojuma metožu izvēli.
01 Pārskats
Līdz ar alumīnija vadītāju izmantošanas veicināšanu automašīnu elektroinstalācijās, alumīnija vadītāju izmantošana tradicionālo vara vadītāju vietā pakāpeniski pieaug. Tomēr alumīnija vadu izmantošanas procesā, aizstājot vara vadus, elektroķīmiskā korozija, augstas temperatūras šļūde un vadītāju oksidēšanās ir problēmas, kas jārisina pielietošanas procesā. Tajā pašā laikā alumīnija vadu izmantošanas laikā, aizstājot vara vadus, ir jāatbilst sākotnējo vara vadu prasībām. Elektriskās un mehāniskās īpašības, lai izvairītos no veiktspējas pasliktināšanās.
Lai risinātu tādas problēmas kā elektroķīmiskā korozija, augstas temperatūras šļūde un vadītāja oksidēšanās alumīnija stiepļu pielietošanas laikā, nozarē pašlaik ir četras galvenās savienošanas metodes: berzes metināšana un spiediena metināšana, berzes metināšana, ultraskaņas metināšana un plazmas metināšana.
Tālāk ir sniegta šo četru savienojumu veidu savienojuma principu un struktūru analīze un veiktspējas salīdzinājums.
02 Berzes metināšana un spiediena metināšana
Berzes metināšana un spiediena savienošana: vispirms berzes metināšanai tiek izmantoti vara stieņi un alumīnija stieņi, un pēc tam vara stieņi tiek apzīmogoti, lai izveidotu elektriskos savienojumus. Alumīnija stieņi tiek apstrādāti un veidoti, lai izveidotu alumīnija gofrēšanas galus, un tiek izgatavoti vara un alumīnija spailes. Pēc tam alumīnija stieple tiek ievietota vara-alumīnija spailes alumīnija gofrēšanas galā un hidrauliski saspiesta, izmantojot tradicionālo vadu gofrēšanas aprīkojumu, lai pabeigtu savienojumu starp alumīnija vadītāju un vara-alumīnija spaili, kā parādīts 1. attēlā.
Salīdzinot ar citiem savienojuma veidiem, berzes metināšana un spiediena metināšana veido vara-alumīnija sakausējuma pārejas zonu, izmantojot vara stieņu un alumīnija stieņu berzes metināšanu. Metināšanas virsma ir vienmērīgāka un blīvāka, efektīvi novēršot termiskās šļūdes problēmu, ko izraisa vara un alumīnija atšķirīgie termiskās izplešanās koeficienti. Turklāt sakausējuma pārejas zonas veidošanās efektīvi novērš arī elektroķīmisko koroziju, ko izraisa atšķirīgas metāla aktivitātes starp varu un alumīniju. Turpmāka blīvēšana ar termiski sarūkošām caurulītēm tiek izmantota, lai izolētu sāls aerosolu un ūdens tvaikus, kas arī efektīvi novērš elektroķīmiskās korozijas rašanos. Hidrauliski saspiežot alumīnija stiepli un vara-alumīnija spailes alumīnija gofrēto galu, alumīnija vadītāja monofilamenta struktūra un oksīda slānis uz alumīnija gofrētā gala iekšējās sienas tiek iznīcināti un noņemti, un pēc tam tiek pabeigta sasilšana starp atsevišķajiem vadiem un starp alumīnija vadītāju un gofrētā gala iekšējo sienu. Metināšanas kombinācija uzlabo savienojuma elektrisko veiktspēju un nodrošina visuzticamāko mehānisko veiktspēju.
03 Berzes metināšana
Berzes metināšanā alumīnija vadītāja saspiešanai un formai tiek izmantota alumīnija caurule. Pēc gala virsmas nogriešanas vara spaile tiek veikta berzes metināšana. Vada vadītāja un vara spailes metināšanas savienojums tiek izveidots ar berzes metināšanu, kā parādīts 2. attēlā.
Berzes metināšana savieno alumīnija stieples. Vispirms alumīnija caurule tiek uzlikta uz alumīnija stieples vadītāja, izmantojot gofrēšanu. Vadītāja monofilamenta struktūra tiek plastificēta, izmantojot gofrēšanu, lai izveidotu ciešu apļveida šķērsgriezumu. Pēc tam metināšanas šķērsgriezums tiek saplacināts, pagriežot, lai pabeigtu procesu. Metināšanas virsmu sagatavošana. Vara spailes viens gals ir elektriskā savienojuma struktūra, bet otrs gals ir vara spailes metināšanas savienojuma virsma. Vara spailes metināšanas savienojuma virsma un alumīnija stieples metināšanas virsma tiek sametinātas un savienotas ar berzes metināšanu, un pēc tam metināšanas starplikas tiek sagrieztas un veidotas, lai pabeigtu berzes metināšanas alumīnija stieples savienošanas procesu.
Salīdzinot ar citiem savienojuma veidiem, berzes metināšana veido pārejas savienojumu starp varu un alumīniju, izmantojot berzes metināšanu starp vara spailēm un alumīnija stieplēm, efektīvi samazinot vara un alumīnija elektroķīmisko koroziju. Vara-alumīnija berzes metināšanas pārejas zona vēlākā posmā tiek noslēgta ar līmējošu termosarūkošu caurulīti. Metināšanas vieta netiks pakļauta gaisam un mitrumam, vēl vairāk samazinot koroziju. Turklāt metināšanas vieta ir vieta, kur alumīnija stieples vadītājs ir tieši savienots ar vara spaili, izmantojot metināšanu, kas efektīvi palielina savienojuma izraušanas spēku un vienkāršo apstrādes procesu.
Tomēr 1. attēlā redzamajam alumīnija vadu un vara-alumīnija spaiļu savienojumam ir arī trūkumi. Berzes metināšanas pielietošanai vadu instalāciju ražotājiem ir nepieciešama atsevišķa speciāla berzes metināšanas iekārta, kurai ir slikta daudzpusība un kas palielina vadu instalāciju ražotāju ieguldījumus pamatlīdzekļos. Otrkārt, berzes metināšanas procesā stieples monofilamentu struktūra tiek tieši berzes metināta ar vara spaili, kā rezultātā berzes metināšanas savienojuma zonā rodas dobumi. Putekļu un citu piemaisījumu klātbūtne ietekmēs galīgo metināšanas kvalitāti, izraisot metināšanas savienojuma mehānisko un elektrisko īpašību nestabilitāti.
04 Ultraskaņas metināšana
Alumīnija stiepļu ultraskaņas metināšanā alumīnija stieples un vara spailes tiek savienotas ar ultraskaņas metināšanas iekārtu. Ar ultraskaņas metināšanas iekārtas metināšanas galviņas augstfrekvences svārstību palīdzību alumīnija stieples monopavedieni un alumīnija stieples un vara spailes tiek savienotas kopā, lai pabeigtu alumīnija stiepli. Vara spaiļu savienojums ir parādīts 3. attēlā.
Ultraskaņas metināšanas savienojums rodas, kad alumīnija vadi un vara spailes vibrē augstfrekvences ultraskaņas viļņu ietekmē. Vibrācija un berze starp varu un alumīniju pabeidz savienojumu starp varu un alumīniju. Tā kā gan varam, gan alumīnijam ir uz virsmas centrēta kubiska metāla kristāla struktūra, augstfrekvences svārstību vidē šādos apstākļos tiek pabeigta atomu aizvietošana metāla kristāla struktūrā, veidojot sakausējuma pārejas slāni, efektīvi novēršot elektroķīmiskās korozijas rašanos. Tajā pašā laikā ultraskaņas metināšanas procesā tiek noņemts oksīda slānis uz alumīnija vadītāja monofilamenta virsmas, un pēc tam tiek pabeigts metināšanas savienojums starp monofilamentiem, kas uzlabo savienojuma elektriskās un mehāniskās īpašības.
Salīdzinot ar citiem savienojuma veidiem, ultraskaņas metināšanas iekārtas ir plaši izmantotas apstrādes iekārtas vadu instalāciju ražotājiem. Tās darbībai nav nepieciešami jauni ieguldījumi pamatlīdzekļos. Tajā pašā laikā spailēs tiek izmantoti vara apzīmogoti spailes, un spaiļu izmaksas ir zemākas, tāpēc tām ir vislabākās izmaksu priekšrocības. Tomēr pastāv arī trūkumi. Salīdzinot ar citiem savienojuma veidiem, ultraskaņas metināšanai ir vājākas mehāniskās īpašības un slikta vibrācijas izturība. Tāpēc ultraskaņas metināšanas savienojumu izmantošana nav ieteicama augstfrekvences vibrācijas zonās.
05 Plazmas metināšana
Plazmas metināšanā gofrēšanas savienojumam tiek izmantoti vara spailes un alumīnija stieples, un pēc tam, pievienojot lodmetālu, plazmas loks tiek izmantots, lai apstarotu un uzsildītu metināmo laukumu, izkausētu lodmetālu, aizpildītu metināšanas laukumu un pabeigtu alumīnija stieples savienojumu, kā parādīts 4. attēlā.
Alumīnija vadītāju plazmas metināšanā vispirms tiek izmantota vara spaiļu plazmas metināšana, un alumīnija vadītāju saspiešana un nostiprināšana tiek pabeigta ar saspiešanu. Plazmas metināšanas spailes pēc saspiešanas veido mucveida struktūru, un pēc tam spaiļu metināšanas vieta tiek piepildīta ar cinku saturošu lodmetālu, un saspiešanas galā tiek pievienots cinku saturošs lodmetāls. Plazmas loka apstarošanas laikā cinku saturošais lodmetāls tiek uzkarsēts un izkausēts, un pēc tam kapilārās darbības rezultātā nonāk stieples spraugā saspiešanas vietā, lai pabeigtu vara spaiļu un alumīnija vadu savienošanas procesu.
Plazmas metināšanas alumīnija stieples nodrošina ātru savienojumu starp alumīnija stieplēm un vara spailēm, izmantojot gofrēšanu, nodrošinot uzticamas mehāniskās īpašības. Vienlaikus gofrēšanas procesā, pateicoties saspiešanas pakāpei no 70% līdz 80%, tiek pabeigta vadītāja oksīda slāņa iznīcināšana un lobīšanās, efektīvi uzlabojot elektrisko veiktspēju, samazinot savienojuma punktu kontakta pretestību un novēršot savienojuma punktu sakaršanu. Pēc tam gofrēšanas zonas galā pievienojiet cinku saturošu lodmetālu un izmantojiet plazmas staru, lai apstarotu un uzsildītu metināšanas zonu. Cinku saturošais lodmetāls tiek uzkarsēts un izkausēts, un lodmetāls aizpilda spraugu gofrēšanas zonā ar kapilārās darbības palīdzību, panākot sālsūdens aerosolu gofrēšanas zonā. Tvaika izolācija novērš elektroķīmiskās korozijas rašanos. Vienlaikus, tā kā lodmetāls ir izolēts un buferēts, veidojas pārejas zona, kas efektīvi novērš termiskās šļūdes rašanos un samazina savienojuma pretestības palielināšanās risku karstuma un aukstuma triecienu ietekmē. Izmantojot savienojuma zonas plazmas metināšanu, tiek efektīvi uzlabota savienojuma zonas elektriskā veiktspēja, kā arī tiek vēl vairāk uzlabotas savienojuma zonas mehāniskās īpašības.
Salīdzinot ar citiem savienojumu veidiem, plazmas metināšana izolē vara spailes un alumīnija vadītājus caur pārejas metināšanas slāni un pastiprināto metināšanas slāni, efektīvi samazinot vara un alumīnija elektroķīmisko koroziju. Pastiprinātais metināšanas slānis aptver alumīnija vadītāja gala virsmu tā, lai vara spailes un vadītāja serde nesaskartos ar gaisu un mitrumu, vēl vairāk samazinot koroziju. Turklāt pārejas metināšanas slānis un pastiprinātais metināšanas slānis cieši nostiprina vara spailes un alumīnija stiepļu savienojumus, efektīvi palielinot savienojumu izvilkšanas spēku un vienkāršojot apstrādes procesu. Tomēr pastāv arī trūkumi. Plazmas metināšanas pielietošanai vadu instalāciju ražotājiem ir nepieciešama atsevišķa plazmas metināšanas iekārta, kurai ir zema daudzpusība un kas palielina vadu instalāciju ražotāju ieguldījumus pamatlīdzekļos. Otrkārt, plazmas metināšanas procesā lodēšana tiek pabeigta ar kapilāru darbību. Spraugu aizpildīšanas process gofrēšanas zonā ir nekontrolējams, kā rezultātā plazmas metināšanas savienojuma zonā ir nestabila galīgā metināšanas kvalitāte, kā rezultātā rodas lielas elektriskās un mehāniskās veiktspējas novirzes.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 19. februāris